عملکرد مغز در حالت ناهشیار: قطع اتصال در برخی نواحی قشر خاکستری

یکی از بزرگترین رازها در علوم اعصاب، چگونگی عملکرد مغز در حالت ناهشیار است. مغز در هنگام بیهوشی یا خواب، اتصال خود در برخی نواحی را از دست می‌دهد.

کد خبر: ۲۰۴۷۶۲

تاریخ: ۱۴ اسفند ۱۳۹۶ - ۰۷:۲۰

بدون شک مهمترین عملکرد مغز، توانایی ایجاد هشیاری است. پژوهشگران مرکز علوم هشیاری دانشگاه میشیگان به‌منظور درک بهتر چگونگی عملکرد قشر خاکستری مغز در این‌باره، بررسی دقیق‌تری روی مغز انجام داده‌اند؛ پژوهش آن‌ها، عملکرد مغز را در زمان انتقال به حالت ناهشیاری ارزیابی می‌کند.

در همین لحظه، شما انتخاب کرده‌اید که روی این مقاله کلیک کنید، چشمان خود را در طول صفحه پایین برده و تصمیم بگیرید که آیا به خواندن ادامه می‌دهید یا خیر.
در همین حین ممکن است صدای مبهم افراد را در اطراف خود یا بشنوید یا صندلی زیر خود را حس کنید. تا پیش از خواندن سطرهای این مقاله، به هیچ یک از این حس‌ها توجه نکرده بودید.
هر آن چیزی که شما را از این افکار آگاه کرده و اجازه داده تا در مورد آن‌ها تصمیم بگیرید، به مغز مربوط می‌شود. دانش ما در حال حاضر، تنها همین پاسخ را در برابرمان قرار می‌دهد.

یک راه برای بررسی این موضوع، انجام مقایسه‌ی حالت هشیار با ناهشیار است؛ مانند زمانی‌که هشیاری را پیش از عمل جراحی از دست می‌دهیم. ناهشیار بودن، ازنظر ما شبیه فشردن کلید لامپ است؛ تصور می‌کنیم که هشیاری، با مسدود کردن نواحی کلیدی سیستم عصبی خاموش می‌شود. اما جورج ماشور که یک متخصص بیهوشی است، این‌طور تصور نمی‌کند. او می‌گوید:
زمانی‌که در رشته‌ی هوشبری تحصیل می‌کردم، مقاله‌ای نظری منتشر کردم؛ این مقاله بیان می‌کرد که بیهوشی، با خاموش کردن مغز اتفاق نمی‌افتد بلکه فرآیندهایی را در نواحی مشخصی از مغز جدا می‌سازد.

ماشور مانند هر دانشمند نتیجه‌گرای دیگری، حدس زدن را کافی نمی‌دانست و این فرضیه‌ی خود را در معرض آزمایش گذاشت. او به همراهی چند تیم پژوهشی دیگر، دست به انجام بررسی‌های مختلف برای مشاهده‌ی نحوه‌ی دقیق عملکرد مغز در هنگام انتقال به حالات هشیار زد.

ماشور و همکاران او در اولین پژوهش خود، با استفاده از اسکن عملکردی MRI به کنترل جریان خون در برخی بافت‌های عصبی خاص پرداختند؛ سپس، این اندازه‌گیری‌ها را بر روی ۲۳ بیمار مقایسه کردند که در یکی از حالات آرام، تحت بیهوشی جراحی یا زندگی نباتی بودند.

پژوهشگران در حین هماهنگ کردن اطلاعات ورودی، به‌طور خاص به بررسی زمان‌بندی در سرتاسر نواحی مغز پرداختند. یافته‌های آنها نشان داد که برخی نواحی با افزایش زمان‌بندی ارتباطات، زمان بیشتری را به مبادله‌ی پیام به خود اختصاص دادند. آنتونی هودتس، متخصص بیهوشی و نویسنده‌ی ارشد پژوهش می‌گوید:
ما در مراحل اولیه‌ی آرام‌سازی نشان دادیم که جدول زمانی پردازش اطلاعات بسیار طولانی‌تر شده و نواحی ویژه‌ای از مغز، اتصالات بیشتری را در خود برقرار می‌کنند.

پژوهش دوم به چالش اندازه‌گیری نحوه‌ی دقیق یکپارچگی این اطلاعات در مغز می‌پردازد. به‌منظور توصیف کمی این اندازه‌گیری یکپارچه، یک منطقه‌ی پژوهشی به‌نام نظریه‌ی اطلاعات یکپارچه (IIT) مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ این نظریه، از میزانی تعیین شده توسط حرف یونانی فی استفاده می‌کند. تصور می‌شود که عدد فی در مغز، به‌گونه‌ای با هشیاری در ارتباط باشد. به‌دست آوردن این رقم ساده نیست؛ بنابراین، پژوهشگران این وظیفه را به چند گام قابل کنترل‌تر و کاربردی‌تر تبدیل کردند. این تقسیم‌بندی براساس خوانش الکتروانسفالوگرام (eeg) انجام گرفت. آنکئول لی، فیزیکدان و متخصص بیهوشی می‌گوید:
ما نشان دادیم که هر چه مغز بیشتر پیمانه‌ای شود و مکالمات محلی بیشتری را تجربه کند، اندازه‌گیری یکپارچگی اطلاعات کاهش پیدا می‌کند.

نتایج حاصل از دو پژوهش نشان می‌دهد که فی -اندازه‌گیری یکپارچگی اطلاعات- هم‌زمان با کاهش زمان‌بندی ارتباطات در نواحی مختلف کاهش می‌یابد و فعالیت آن‌ها نیز به درون منتقل می‌شود.

پژوهشگران در گزارش نهایی خود به بررسی نتایج این پژوهش با آخرین متون علمی پرداختند و اطلاعات جدید خود از نحوه‌ی عملکرد مغز در طول خواب، بیهوشی عمومی و اختلالات هشیاری را جمع‌آوری و خلاصه کردند. ماشور می‌گوید:
ما متوجه شدیم که اتصال مختل‌شده در مغز و پیمانه‌ای شدن بیشتر آن در طول ناهشیاری، یک محیط نامناسب ایجاد می‌کنند؛ این محیط برای انتقال اطلاعاتی کارآمد و مورد نیاز برای هشیاری، مناسب نیست.

این پژوهش به سوالات بسیاری پاسخ نمی‌دهد اما به مسائلی بیش از چگونگی هشیار شدن در یک مغز سالم می‌پردازد؛ این موضوع به ما کمک می‌کند تا در ارتباط با هشیار بودن بیماران بدون واکنش تشخیص بهتری داشته باشیم.

این پژوهش نشان می‌دهد که تفاوت میان هشیاری و ناهشیاری، پیچیده‌تر از تصورات ما است. اطلاعات بیشتر در زمینه‌ی فرآیندهای بیداری و آگاهی کمک می‌کنند تا در نهایت بتوانیم تشخیص دهیم چرا یک مغز دارای استعدادهای درخشان‌تر است و در واقع از هشیاری بالاتری برخوردار است.